敢闖會創(chuàng)，做自己的英雄——中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2024）冠軍得主“哪吒”團(tuán)隊(duì)的故事
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在上海交通大學(xué)閔行校區(qū)木蘭樓一樓，穿過長長的院士墻來到走廊盡頭，有一間普通的實(shí)驗(yàn)室，這里便是全球首個“?？找惑w”跨域航行器平臺項(xiàng)目“哪吒”的誕生地。
在這里，20余位年輕的博士生、碩士生從一個“打破不可能”的想法起步，歷時8年實(shí)現(xiàn)了“從0到1”的關(guān)鍵核心技術(shù)突破，研發(fā)出能“上天入海，飛潛合一”的“哪吒”系列航行器。
前不久舉行的中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2024）上，“哪吒”團(tuán)隊(duì)從全球153個國家和地區(qū)5406所學(xué)校的514萬個項(xiàng)目中脫穎而出，一舉奪得大賽冠軍，同時創(chuàng)造了此項(xiàng)賽事的最高成績紀(jì)錄。
科研“沖浪”，挑戰(zhàn)“不可能”
“哪吒”實(shí)驗(yàn)室的故事還得從10多年前說起。
海洋強(qiáng)國建設(shè)的大背景下，上海交通大學(xué)主動服務(wù)國家戰(zhàn)略，立足原有“船舶與海洋工程”基礎(chǔ)積極開展“大海洋學(xué)科”的謀篇布局，逐步構(gòu)建海洋工程與海洋科學(xué)交融的新學(xué)科格局。2013年，上海交通大學(xué)海洋研究院正式成立，組建跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)對海洋奧秘開展全面探索，以推動學(xué)校海洋科學(xué)學(xué)科建設(shè)和科技創(chuàng)新，培養(yǎng)優(yōu)秀海洋人才。
2016年，曾錚副研究員加入由海洋研究院副院長連璉領(lǐng)航的海洋技術(shù)團(tuán)隊(duì)。他在帶領(lǐng)學(xué)生參加一次學(xué)術(shù)交流活動時了解到，臺風(fēng)和颶風(fēng)研究領(lǐng)域?qū)λ?00米、水下50米的氣象和水文數(shù)據(jù)有著迫切的需求，而當(dāng)時國際上尚無專門收集這類數(shù)據(jù)的設(shè)備。于是，團(tuán)隊(duì)提出了一個大膽的設(shè)想——設(shè)計(jì)一款既能在空中飛行，又能在水下航行的跨域飛行器。
“海水的密度大概是1.02克/立方厘米，空氣的密度約為0.0012克/立方厘米，兩者之間相差850倍，讓同一個載體在相差這么大的環(huán)境下都能很好地飛行，這怎么可能做到？”團(tuán)隊(duì)的想法得到了很多人善意的提醒。
“人們眼中的成見是一座大山，我們要勇于打破?！痹P說，團(tuán)隊(duì)將這個項(xiàng)目取名為“哪吒”，就是要實(shí)現(xiàn)不可能。
然而，理想和現(xiàn)實(shí)之間橫著的，是漫漫長路。
“當(dāng)時，團(tuán)隊(duì)的首批成員博士生盧迪、熊程珂在開始做實(shí)驗(yàn)時，幾乎每天都在‘炸機(jī)’?！痹P回憶道，因?yàn)闆]有先例可循，每一個參數(shù)都需要自己不斷摸索、調(diào)整，實(shí)驗(yàn)中的航行器一試飛就失控，潛入水中再也回不來是常事。每次“炸機(jī)”后，大家調(diào)整一下，便又從頭開始。
“科研的樂趣就在于直面挑戰(zhàn)，解決問題?！敝芎招?018年加入團(tuán)隊(duì)，從博士到博士后，一直陪伴著“哪吒”的迭代成長。
周赫雄介紹，團(tuán)隊(duì)2021年研制的“哪吒Ⅳ”已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了水平飛行與水下巡航多模式?？諆捎蚝叫?，具備50米級水下航行、5公斤負(fù)載能力，成為當(dāng)時國內(nèi)外公開發(fā)布的跨域航行器成果中下潛深度最大、負(fù)載能力最強(qiáng)、水下運(yùn)動范圍最廣的一款?？僧?dāng)他們滿懷希望來到海上試驗(yàn)時，卻又遭受了前所未有的打擊。
“我們當(dāng)時都是在平靜的水面上做實(shí)驗(yàn)，從未考慮過復(fù)雜海況對跨域飛行的影響，所以當(dāng)幾米高的浪涌襲來，‘哪吒’就像一片葉子般被吞噬，使出‘渾身力氣’也飛不起來。”周赫雄說。
海試失敗后，團(tuán)隊(duì)在校園里的造浪水池模擬復(fù)雜海況風(fēng)浪中的跨域出水，從仿真計(jì)算，再到水池試驗(yàn)，時間一晃就是兩年。
無數(shù)次的嘗試后，團(tuán)隊(duì)終于從沖浪運(yùn)動中獲得了靈感：與其和波浪硬碰硬，何不試試“順?biāo)浦邸保?/p>
于是，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了“沖浪算法”，能夠自主識別感知波浪，選擇在波峰起飛。從理論推導(dǎo)，到湖試、海試，“哪吒”順利實(shí)現(xiàn)3級海況下反復(fù)海空穿越，并在海試中率先突破了百米潛深。
創(chuàng)新很“酷”，點(diǎn)燃青春力量
“站在領(lǐng)獎臺上，我的內(nèi)心十分平靜。奮斗過程十分艱辛，但能夠挑戰(zhàn)前人沒有摸索過的路，我們認(rèn)為這是在做一件非?？岬氖虑?。”談起獲獎感受，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人呂晨昕說。
“我覺得這是一件很有趣的事情，選擇加入這個團(tuán)隊(duì)就是選擇了創(chuàng)造一個世界上獨(dú)有設(shè)備的機(jī)會。”團(tuán)隊(duì)成員金羽飛告訴記者，正是因?yàn)楠?dú)特的創(chuàng)新，“哪吒”團(tuán)隊(duì)吸引了來自不同研究方向的同學(xué)聚在一起，合力做一件充滿挑戰(zhàn)性的事情。
除了指導(dǎo)教師曾錚和連璉，“哪吒”團(tuán)隊(duì)全部由學(xué)生組成。教師們認(rèn)為，給年輕人越多探索的自由，他們就會產(chǎn)出越多豐碩的創(chuàng)新成果。
“是團(tuán)隊(duì)成員之間的互幫互助，讓我們不管在什么地方，都能克服困難和挑戰(zhàn)?！眳纬筷空f。
對團(tuán)隊(duì)而言，最難忘的莫過于每年真實(shí)環(huán)境下的測試。記得團(tuán)隊(duì)在海南分界洲開展海試時，海浪的顛簸讓船上年輕的漁民都倒下了，團(tuán)隊(duì)成員仍要堅(jiān)持調(diào)試參數(shù)。師弟倒下了，師兄接上去，暈船嘔吐，吐完爬起來繼續(xù)調(diào)試……
“我們是來挑戰(zhàn)極限的，哪怕失敗一千次，我們也要撐到最后一次成功。”回望來時路，每一次的艱難探索都成了美好的青春記憶，每一個挑戰(zhàn)也都成了滋養(yǎng)成長的營養(yǎng)劑。
如今，參加研制的第一批博士生已經(jīng)畢業(yè)，完成整體設(shè)計(jì)的盧迪去了廣西科學(xué)院繼續(xù)從事科研，從事航行路徑研究的熊程珂去了華為從事無人車的智能路徑設(shè)計(jì)。
“團(tuán)隊(duì)畢業(yè)的成員幾乎都去了國家重點(diǎn)行業(yè)繼續(xù)搞科研?！痹P說。
“課賽創(chuàng)研”，培養(yǎng)敢闖會創(chuàng)的青年
“參加中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽讓我們積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，更加堅(jiān)定了繼續(xù)探索基礎(chǔ)工科與前沿科技結(jié)合的信念?！眳纬筷拷榻B，“哪吒”在海洋監(jiān)測、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、海上搜救等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，在學(xué)校的大力支持下，依托“大零號灣”全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)集聚區(qū)，項(xiàng)目正在考慮轉(zhuǎn)化落地。
近年來，上海交通大學(xué)秉持“創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)業(yè)帶動高質(zhì)量就業(yè)，讓每個學(xué)生更優(yōu)秀”的育人理念，堅(jiān)持以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促創(chuàng)。經(jīng)過大賽的精心梳理，各創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目也得以重新審視并優(yōu)化自身的未來發(fā)展。據(jù)悉，該校近3年在中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽中獲獎的7個創(chuàng)業(yè)組項(xiàng)目在賽后都有顯著發(fā)展和提升，2021年大賽獲獎項(xiàng)目輕流科技、芯英科技均獲融資達(dá)億元。
為培養(yǎng)更多敢闖會創(chuàng)的青年創(chuàng)新人才，上海交通大學(xué)打造面向全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教育平臺，建設(shè)機(jī)器人等6個交叉創(chuàng)新平臺，向?qū)W生提供7×24小時的開放服務(wù)，探索“課—賽—創(chuàng)—研”育人模式，建設(shè)20多門面向全校的創(chuàng)業(yè)課程和2個輔修專業(yè)、1個微輔修專業(yè)以及1個創(chuàng)業(yè)精英班。
“‘哪吒’實(shí)驗(yàn)室也承擔(dān)著學(xué)生科技創(chuàng)新工作室的功能?！眳纬筷扛嬖V記者，海洋學(xué)院有著完備的創(chuàng)新實(shí)踐課程，學(xué)生們可以與大師、院士面對面交流，領(lǐng)悟科學(xué)家精神，也可以坐著“雪龍”號出海實(shí)踐。此外，每一名本科生都有自己的科研導(dǎo)師，都可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做科學(xué)研究。
作為學(xué)生科技創(chuàng)新中心之一，“哪吒”實(shí)驗(yàn)室面向全校學(xué)生開放，還吸引了來自不同學(xué)院的本科生跨學(xué)科體驗(yàn)與合作。呂晨昕指著實(shí)驗(yàn)室里滿墻的專利證書說：“這些專利成果30%有本科生參與，本科生會在導(dǎo)師以及博士生的指導(dǎo)下一起做科研、完成論文、參加國際學(xué)術(shù)會議，他們的創(chuàng)造力在實(shí)踐中被更好地激發(fā)出來。”
作者：任朝霞
